[發明專利]基于幾何濾波器抑制超聲彩色血流成像中雜波的方法

無效

• 申請號: 201010197977.9
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101849841A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 汪源源;尤偉
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06;G06F19/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于超聲彩色血流成像技術領域，具體為一種基于幾何濾波器的雜波抑制方法。

背景技術

超聲彩色血流成像技術(CFI)能夠顯示待測剖面上的二維血流速度分布，具有實時、無損的特點，是臨床診斷血管類病變的重要依據。CFI首先利用超聲換能器沿某掃描線方向重復發射M次短脈沖(間隔為T_prf)。依次接收到的M段回波信號便攜帶了該掃描線上各深度處目標的速度信息。對回波信號進行解調等一系列處理后^[1]可得到該方向上的血流速度分布。最后將各條掃描線上的速度估計剖面按順序排列，以偽彩色編碼顯示，就得到了整個二維剖面上的CFI圖像。

在接收的回波中除了紅細胞的散射信號外，還包含了來自管壁和組織的反射信號(統稱為雜波)。通常雜波功率要比血流功率高出40到100dB不等，這就給最終血流速度的正確估計帶來很大的困難。所以有必要在流速估計前，采用高性能的雜波濾波器來抑制雜波的影響。

在傳統的連續波和脈沖波多普勒系統中，常采用高通濾波器(HPF)來抑制雜波。現代CFI系統出于幀率等原因，重復發射脈沖次數M受到了嚴格限制，所以不得不采用低階的HPF。因此HPF的濾波性能難以得到保障。

近幾年來，基于特征的雜波濾波器(eigen-based?filter)得到了廣泛的關注。特征濾波器從實現原理上看可分為兩大類：多數據集法(multi-ensemble?approach)和單數據集法(single-ensemble?approach)。前者需利用多個采樣容積內的回波信號估計自相關矩陣，且要求雜波運動具有空間平穩性，其典型代表是特征向量濾波器(Eigenfilter)；而單數據集法僅需單個采樣容積內的回波信號即可進行濾波操作，且無空間平穩性要求，其唯一代表是Hankel-SVD濾波器。另外，遞歸的特征向量分解法(RED)，結合了以上兩類方法特點，也取得了較好的效果。

本發明提出了一種新的單數據集雜波抑制方法：幾何濾波器。本方法在簡化的雜波運動模型基礎上，從空間解析幾何和線性代數的角度構造出獨特的自相關矩陣，從而獲得雜波子空間。在空間非平穩雜波情況下，本方法具有出色的空間自適應性能，是一種有效的雜波抑制方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種空間自適應性強，效果好的抑制雜波的方法。

本發明提出的抑制雜波方法是一種基于幾何濾波器的雜波抑制方法。其具體步驟為：先以自相關法估計雜波運動速度ω_c；接著用ω_c構造高維橢圓表達式的系數矩陣A；再利用奇異值分解找到A的特征向量，即為該高維橢圓的各主軸方向；最后可重建雜波子空間，得到濾波輸出；完成雜波抑制。下面對各步驟作進一步具體描述。

設輸入為長度為M的矢量信號x，M即為重復脈沖發射次數。假定認為x由雜波c、血流b和噪聲w三個成分疊加而成：